表面合金ナノ粒子の精密調製と触媒特性に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15K17839
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 有賀 寛子 北海道大学, 触媒科学研究所, 助教 (90570911)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 二酸化チタン / 表面 / 触媒 / 単結晶 / 触媒・化学プロセス / 表面・界面物性 / TiO2 / 担持金属触媒 / 金属酸化物

研究成果の概要

担持合金ナノ粒子の触媒特性を原子・分子レベルで解明することは、新規高性能触媒を設計するための基礎となる重要な研究課題の一つである。担持合金ナノ粒子の触媒活性は、合金ナノ粒子の粒径・内部構造・電子状態、金属ナノ粒子と担体の相互作用、担体の表面構造など、多くの要因が絡み合って創出される。このような現象を原子レベルで理解するには、原子レベルで構造が既知である単結晶表面上に、触媒の活性点構造をモデル化することが有効である。本研究では、配位不飽和Tiが配列し、触媒担体表面として期待されるTiO2(110)-1x2表面構造をサブÅの分解能で明らかとした。また、TiO2の新しい欠陥構造も明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Promotional effect of Water on Direct Dimethyl Ether Synthesis from Carbon Monoxide and Hydrogen Catalyzed by Cu－Zn/Al2O3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Takeishi, Yutaro Wagatsuma, Hiroko Ariga, Kenichi Kon, and Ken-ichi Shimizu
  • 雑誌名: ACS Sustainable Chem. Eng. 巻: inpress
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure determination of the rutile-TiO2(110)-(1 x 2) surface using total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) (2016)
  • 著者名/発表者名: I. Mochizuki, H. Ariga, Y. Fukaya, K. Wada, M. Maekawa, A. Kawasuso, T. Shidara, K. Asakura and T. Hyodo
  • 雑誌名: PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 巻: 18 号: 10 ページ: 7085-7092
  • DOI: 10.1039/c5cp07892j
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A new indicator for single metal dispersion on a TiO2(110) surface premodified with a mercapto compound (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Takakusagi, A. Kunimoto, N. Sirisit, H. Uehara, T. Ohba, Y. Uemura, T. Wada, H. Ariga, W.-J. Chun, Y. Iwasawa,, K. Asakura
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: ASAP 号: 29 ページ: 15785-15791
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b11630
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In Situ X-ray Absorption Fine Structure Analysis of PtCo, PtCu, and PtNi Alloy Electrocatalysts: The Correlation of Enhanced Oxygen Reduction Reaction Activity and Structure (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaito, Hiroyuki Tanaka, Hisashi Mitsumoto, Seiho Sugawara, Kazuhiko Shinohara, Hiroko Ariga, Hiromitsu Uehara, Satoru Takakusagi, Kiyotaka Asakura
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 120 号: 21 ページ: 11519-11527
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b01736
  • 査読あり
• [学会発表] μSR法によるTiO2欠陥構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 有賀寛子
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府豊中市)
  • 年月日: 2017-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] μSR法を用いた光触媒TiO2の欠陥構造解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 有賀寛子
  • 学会等名: 東北大学 光・量子ビーム科学連携推進室 第６回ワークショップ
  • 発表場所: 東北大学工学研究科(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2017-01-05
  • 招待講演
• [学会発表] Direct measurements of oxygen vacancy in TiO2 single crystal by muon spin rotation spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Ariga
  • 学会等名: The 17th edition of Trends in Nanotechnology International Conference
  • 発表場所: Fribourg, Switzerland
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] μSR法によるrutile型二酸化チタンの酸素欠陥観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 有賀寛子
  • 学会等名: 超低速ミュオンが拓く科学シンポジウム
  • 発表場所: いばらき量子ビーム研究センター(茨城県東海村)
  • 年月日: 2016-08-26